LaMnCoNixO3中Ni掺杂对氧还原/氧析出反应活性的影响

孙 佳，仇兆忠，杜 磊，尹鸽平

(1.哈尔滨工业大学化工与化学学院，黑龙江哈尔滨 150001；2.哈尔滨工程大学生物医学材料与工程研究中心，黑龙江哈尔滨 150001)

随着自然资源的快速开发和不可再生资源的枯竭，能源危机将成为21 世纪人类社会的最大挑战。电化学能量转换和存储系统是未来解决能源问题的重要技术之一，随着科技的进步，一些新兴的燃料电池也应运而生，比如金属空气电池，它具有比能量高，价格便宜，性能稳定等优点，有望成为替代当前新能源汽车主要的动力电池类型；还有可再生燃料电池，具有高能量密度，一般配合空间站使用，可自给自足[1-4]。氧电极反应包括氧还原反应(ORR)和氧析出反应(OER)，受其自身动力学缓慢、过电位高且工作环境苛刻等特性的限制，常需使用大量高效的电催化剂加速电化学反应[5-6]。传统的ORR和OER 催化剂以贵金属及其氧化物(Pt、IrO2和RuO2等)为主[7-8]，受到贵金属地球丰度小、价格昂贵等因素的影响，严重限制了相关电化学装置的商业化，因此，开发具备成本效益的非贵金属ORR和OER 电催化剂迫在眉睫。

储量丰富、价格低廉的过渡金属氧化物广泛地应用在能量转换和存储设备中[9-10]。在众多过渡金属氧化物中，钙钛矿型氧化物(通式为ABO3，其中A 位为稀土/碱土金属，B 位为过渡金属)由于具备灵活可调节的电子结构受到广泛关注；其氧化物的组成、晶体结构和电子结构可以通过灵活的A 位和B位金属元素进行调节，使其展现良好的电化学活性。……